استخدامات السيليكون

العناصر الكيميائية

العناصر الكيميائية متواجدة في الطبيعة بأشكال وأنواع مختلفة، ولقد تم تحديد مائة وثمانية عشر عنصرًا حيث أن 94 منهم يتواجد بشكل طبيعي على الأرض، و24 عنصرًا منها اصطناعيًا، وهناك 80 عنصر يحتوي على نظير واحد ثابت على الأقل و38 عنصر يحتوي على النويدات المشعة بشكل خاص والتي تتحلل بمرور الوقت إلى عناصر أخرى، ومن أحد أهم العناصر الكيميائية الموجودة هو عنصر السيليكون، وسيتحدث هذا المقال عن السيليكون واستخدامات السيليكون.^[١]

السيليكون

السيليكون عنصر كيميائي يُرمز له بالرمز Si والعدد الذري له هو 14، وهو مادة صلبة وهشة وبلورية مع بريق معدني أزرق رمادي وهو ميتالويد رباعي التكافؤ من أشباه الموصلات، وعضو في المجموعة 14 في الجدول الدوري حيث أن الكربون أعلى منه والجرمانيوم والقصدير والرصاص هي تحته، والسيليكون غير نشط نسبيًا وذلك بسبب تقاربه الكيميائي العالي مع الأكسجين، ويعتبر السيليكون العنصر الثامن الأكثر شيوعًا في الكون من حيث الكتلة، ولكن نادرًا ما يتواجد كعنصر نقي في قشرة الأرض ويتم توزيعه على نطاق واسع كالرمال والغبار والكواكب وبأشكال مختلفة مثل ثاني أكسيد السيليكون والمقصود به السيليكا، ويُعتبر السيليكون ثاني أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض بعد الأكسجين، وهذا سبب في أن استخدامات السيليكون كثيرة جدًا.^[٢]

خصائص السيليكون

هناك خصائص كثيرة جدًا تُميز السيليكون عن غيره من العناصر الكيميائية الأخرى الموجودة في الطبيعة، وبسبب هذه الخصائص المميزة فإن استخدامات السيليكون في الحياة اليومية كثيرة، ومن أهم هذه الخصائص:^[٣]

• السيليكون النقي عبارة عن مادة صلبة رمادية وداكنة.
• يتميز السيليكون النقي أن لديه بريق معدني وبنية بلورية مثمنة الشكل تشبه تلك الموجودة في الشكل الماسي للكربون.
• تُشبه أشكال السيليكون السلاسل المتكونة من الكربون ولذلك تمت دراسة السيليكون كعنصر أساسي محتمل.
• السيليكون عنصر غير نشيط نسبيًا في درجات الحرارة العادية، ولكن عند تسخينه فإنه يتفاعل بقوة مع الهالوجينات.
• الروابط في السيليكون الأولي قوية جدًا لذلك تتطلب طاقات كبيرة لتعزيز رد فعل في وسط حمضي، ولذلك لا يتأثر السيليكون بالأحماض باستثناء الهيدروفلوريك.
• عند دمج السيليكون والكربون في حرارة الفرن الكهربائي، حيث تكون الحرارة تقريبًا من 400 إلى 3600 درجة فهرنهايت فإنها تُشكل كربيد السيليكون وهو مادة كاشطة هامة.
• السيليكون الأولي غير سام.

الحصول على السيليكون

يمكن الحصول على السيليكون النقي بعدة طرق مختلفة وشائعة، حيث أن السيليكون النقي له الكثير من التطبيقات في الحياة اليومية ولذلك هناك حاجة هامة للسيليكون، ومن أهم الطرق المتبعة للحصول على السيليكون ما يأتي:^[٣]

• يتم إنتاج السيليكون الأول تجاريًا عن طريق تقليل السيليكا مع فحم الكوك في فرن كهربائي ومن ثم يتم تكرير المنتج.
• يمكن الحصول على السيليكون من الأكسيد عن طريق الحد من الألمنيوم.
• يتم الحصول على السيليكون النقي تقريبًا عن طريق خفض رابع كلوريد السيليكون أو الترايكلوروسيلان.

استخدامات السيليكون

استخدامات السيليكون كثيرة جدًا في الحياة اليومية ولا يمكن الاستغناء عن عنصر مهم جدًا مثل السيليكون في الكثير من التطبيقات، ويعود سبب ذلك إلى خصائص السيليكون المميزة، ومن استخدامات السيليكون ما يأتي:^[٤]

• يُستخدم السيليكون لإنتاج مطاط السيليكون، حيث إن إضافة السيليكون إلى قاعدة مطاطية يجعل المنتج أكثر ثباتًا ويتمتع بتوافق كيميائي واسع ويحافظ على خصائصه المرنة والعازلة دون أن يتحلل عبر نطاق واسع من درجات الحرارة.
• يُستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية.
• زيت السيليكون له خصائص تشحيم جيدة وغالبًا ما يُستخدم لأنه متوافق جدًا مع المطاط الذي يُستخدم كثيرًا في الأختام.
• يُستخدم في بعض التطبيقات الطبية وذلك لتليين المعدات الطبية، حيث يمكن تعريض المريض لزيت السيليكون للتشحيم لأن له سمية منخفضة.
• الشحوم العازلة شكل من أشكال الشحوم المصنوعة من السيليكون والمستخدمة في حماية المكونات الكهربائية.
• من استخدامات السيليكون صنع مجموعة وسعة من المكونات الكهربائية، حيث أن معظم الأجهز الكهربائية المستخدمة لن تكون ممكنة بدون السيليكون.

المراجع

1. ↑ "Chemical element", www.wikiwand.com, Retrieved 30-07-2019. Edited.
2. ↑ "Silicon", www.wikiwand.com, Retrieved 30-07-2019. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "silicon", www.britannica.com, Retrieved 30-07-2019. Edited.
4. ↑ " What are the important uses of silicon?", www.quora.com, Retrieved 30-07-2019. Edited.